JPH0716763A - 鋼板の電子ビーム溶接方法 - Google Patents
鋼板の電子ビーム溶接方法Info
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- JPH0716763A JPH0716763A JP5159763A JP15976393A JPH0716763A JP H0716763 A JPH0716763 A JP H0716763A JP 5159763 A JP5159763 A JP 5159763A JP 15976393 A JP15976393 A JP 15976393A JP H0716763 A JPH0716763 A JP H0716763A
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- welding
- weld metal
- toughness
- beam welding
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
- B23K2103/04—Steel or steel alloys
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- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、鋼板の電子ビーム溶接方法を提供
する。 【構成】 重量％で、Ｃ≦０．３０％、Ｓｉ：０．１〜
３．０％、Ｍｎ：０．０５〜２．０％、かつ０．００２
０％≦Ｎ≦０．０１０％の範囲でＰ×Ｎ≦５×１０-5と
なるＰ、Ｓ≦０．０１０％を含み、残部Ｆｅおよび不可
避的成分からなる鋼板を電子ビーム溶接する時に、Ｂ単
独またはＢを含む合金板によりＢを添加し、溶接金属中
のＢを０．０００３〜０．００５０％とすることを特徴
とする電子ビーム溶接方法。 【効果】 電子ビーム溶接部の靱性が向上する。
する。 【構成】 重量％で、Ｃ≦０．３０％、Ｓｉ：０．１〜
３．０％、Ｍｎ：０．０５〜２．０％、かつ０．００２
０％≦Ｎ≦０．０１０％の範囲でＰ×Ｎ≦５×１０-5と
なるＰ、Ｓ≦０．０１０％を含み、残部Ｆｅおよび不可
避的成分からなる鋼板を電子ビーム溶接する時に、Ｂ単
独またはＢを含む合金板によりＢを添加し、溶接金属中
のＢを０．０００３〜０．００５０％とすることを特徴
とする電子ビーム溶接方法。 【効果】 電子ビーム溶接部の靱性が向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、産業プラント、機械、
建築、船舶、鉄鋼構造物等の電子ビーム溶接をはじめと
してレーザー溶接、フラッシュバット溶接等において、
靱性の優れた溶接金属を得る溶接方法に関するものであ
る。
建築、船舶、鉄鋼構造物等の電子ビーム溶接をはじめと
してレーザー溶接、フラッシュバット溶接等において、
靱性の優れた溶接金属を得る溶接方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】電子ビーム溶接は、高エネルギ密度を有
すること、また溶接材料がほとんど不要である等の特徴
があり、しかも厚鋼板が経済的に溶接できるために近年
急激に発達している。ところで、電子ビーム溶接は、通
常軟鋼の引張強さ４０ｋｇｆ／ｍｍ2 程度の鋼材の場合
は、靱性あるいは強度の要求もゆるいことから特に材質
的課題は小さいが、引張強さ５０ｋｇｆ／ｍｍ2 以上の
高張力鋼の場合は材質確保、特にその溶接金属靱性向上
に大きな課題がある。
すること、また溶接材料がほとんど不要である等の特徴
があり、しかも厚鋼板が経済的に溶接できるために近年
急激に発達している。ところで、電子ビーム溶接は、通
常軟鋼の引張強さ４０ｋｇｆ／ｍｍ2 程度の鋼材の場合
は、靱性あるいは強度の要求もゆるいことから特に材質
的課題は小さいが、引張強さ５０ｋｇｆ／ｍｍ2 以上の
高張力鋼の場合は材質確保、特にその溶接金属靱性向上
に大きな課題がある。
【０００３】電子ビーム溶接は高エネルギ密度を有し、
真空中で溶接することから、溶融金属の窒素、酸素等の
ガス発生あるいはＭｎの蒸発等があり、溶接金属の組成
に制約がある。例えば、潜弧溶接は溶接金属に１００〜
４００ｐｐｍの酸素を含有させ、この酸素による非金属
酸化物を核とした針状フェライトを含む組織となし、良
好な靱性を得ている。しかし、電子ビーム溶接は鋼板そ
のものを溶融、凝固するため高酸素の溶接金属にするこ
とは困難である。
真空中で溶接することから、溶融金属の窒素、酸素等の
ガス発生あるいはＭｎの蒸発等があり、溶接金属の組成
に制約がある。例えば、潜弧溶接は溶接金属に１００〜
４００ｐｐｍの酸素を含有させ、この酸素による非金属
酸化物を核とした針状フェライトを含む組織となし、良
好な靱性を得ている。しかし、電子ビーム溶接は鋼板そ
のものを溶融、凝固するため高酸素の溶接金属にするこ
とは困難である。
【０００４】電子ビーム溶接で良好な靱性を確保する方
法も種々検討されている。例えば、特開昭６３−１２６
６８３号公報に、低酸素でも良好な溶接金属の材質を確
保する鋼の組成が提案されている。その要旨は、溶接金
属中のＡｌ量を制御して、１００ｐｐｍ以下の酸素量で
も針状フェライトを得るものである。また、特開昭６０
−５４２８７号公報には、既存の鋼に対して、溶接時の
冷却速度に対応した適正量のＮｉを添加することで良好
な材質を確保する方法が提案されている。また、特開平
３−２４８７８３号公報では溶接時のＭｎ蒸発による焼
入性低下を考慮して、溶接するとき合金材、好ましくは
Ｎｉを添加し、溶接金属の焼入性と溶接時の冷却速度と
を特定の範囲に定め、良好な靱性を得る電子ビーム溶接
方法が提案されている。
法も種々検討されている。例えば、特開昭６３−１２６
６８３号公報に、低酸素でも良好な溶接金属の材質を確
保する鋼の組成が提案されている。その要旨は、溶接金
属中のＡｌ量を制御して、１００ｐｐｍ以下の酸素量で
も針状フェライトを得るものである。また、特開昭６０
−５４２８７号公報には、既存の鋼に対して、溶接時の
冷却速度に対応した適正量のＮｉを添加することで良好
な材質を確保する方法が提案されている。また、特開平
３−２４８７８３号公報では溶接時のＭｎ蒸発による焼
入性低下を考慮して、溶接するとき合金材、好ましくは
Ｎｉを添加し、溶接金属の焼入性と溶接時の冷却速度と
を特定の範囲に定め、良好な靱性を得る電子ビーム溶接
方法が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところでＭｎのように
あらかじめ調整しても、溶接のとき蒸発して成分が変化
するものもあり、単に溶接金属の組成のみでは良好な溶
接金属の材質が確保できない。また溶接金属の靱性のた
めだけで鋼板全体の成分を調整するのも経済的でない面
もある。例えばＮｉの場合、鉄に比較すると著しく高価
であり、必要最低限のみ鋼板に添加し、溶接金属には別
途必要量を添加する方が経済的である。この点からは、
上記した特開昭６０−５４２８７号公報に提案された溶
接時にＮｉを添加する方法が有効である。しかし、同公
報記載の方法は非溶接材の板厚方向でＮｉ量を制御し、
添加することを主旨としているが、板厚方向に単にＮｉ
の添加量を変えても良好な溶接金属の材質は確保できな
い。板厚方向でＮｉの添加量を変えるのは、板厚方向で
溶接時の冷却速度が異なり、それぞれの冷却速度に適し
たＮｉ量を確保するためとされているが、鋼の焼入性は
Ｎｉのみで決まるのでなく、Ｃ、ＭｎあるいはＣｒ、Ｍ
ｏ、Ｖ等も鋼の焼入性に関与する。従って鋼全体の組成
で、そのＮｉ添加量も制御されねばならず、かつ溶接部
の冷却速度によっても制御されるものでなければならな
い。またＮｉ添加を、径の異なる複数の線を開先面に挟
み込むことによって行っているが、Ｎｉは偏析しやすい
成分で、この方法では適切な成分分析値をもたせて安定
して添加することは困難である。さらに、溶接するとき
にＮｉあるいはＮｉを含む合金板を添加する方法では、
適切な成分分析値をもたせ安定して添加することが可能
であるが、達成されるシャルピー衝撃試験値のレベルが
低く、さらに一段の改善が必要とされる。
あらかじめ調整しても、溶接のとき蒸発して成分が変化
するものもあり、単に溶接金属の組成のみでは良好な溶
接金属の材質が確保できない。また溶接金属の靱性のた
めだけで鋼板全体の成分を調整するのも経済的でない面
もある。例えばＮｉの場合、鉄に比較すると著しく高価
であり、必要最低限のみ鋼板に添加し、溶接金属には別
途必要量を添加する方が経済的である。この点からは、
上記した特開昭６０−５４２８７号公報に提案された溶
接時にＮｉを添加する方法が有効である。しかし、同公
報記載の方法は非溶接材の板厚方向でＮｉ量を制御し、
添加することを主旨としているが、板厚方向に単にＮｉ
の添加量を変えても良好な溶接金属の材質は確保できな
い。板厚方向でＮｉの添加量を変えるのは、板厚方向で
溶接時の冷却速度が異なり、それぞれの冷却速度に適し
たＮｉ量を確保するためとされているが、鋼の焼入性は
Ｎｉのみで決まるのでなく、Ｃ、ＭｎあるいはＣｒ、Ｍ
ｏ、Ｖ等も鋼の焼入性に関与する。従って鋼全体の組成
で、そのＮｉ添加量も制御されねばならず、かつ溶接部
の冷却速度によっても制御されるものでなければならな
い。またＮｉ添加を、径の異なる複数の線を開先面に挟
み込むことによって行っているが、Ｎｉは偏析しやすい
成分で、この方法では適切な成分分析値をもたせて安定
して添加することは困難である。さらに、溶接するとき
にＮｉあるいはＮｉを含む合金板を添加する方法では、
適切な成分分析値をもたせ安定して添加することが可能
であるが、達成されるシャルピー衝撃試験値のレベルが
低く、さらに一段の改善が必要とされる。
【０００６】本発明は上記課題に鑑みてなされたもの
で、電子ビーム溶接で調整することができない微量元素
の成分調整を鋼でまず行い、電子ビーム溶接するときに
合金成分を添加して溶接金属を適正な組成とし、良好な
材質の溶接金属を得ると共に、経済的な溶接法を提供す
ることを目的としている。
で、電子ビーム溶接で調整することができない微量元素
の成分調整を鋼でまず行い、電子ビーム溶接するときに
合金成分を添加して溶接金属を適正な組成とし、良好な
材質の溶接金属を得ると共に、経済的な溶接法を提供す
ることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは下記のとおりである。 （１）重量％で、Ｃ≦０．３０％、Ｓｉ：０．１〜３．
０％、Ｍｎ：０．０５〜２．０％、かつ、０．００２０
％≦Ｎ≦０．０１０％の範囲内でＰ×Ｎ≦５×１０-5と
なるＰ、Ｓ≦０．０１０％を含み、残部Ｆｅおよび不可
避的成分からなる鋼板の電子ビーム溶接において、溶接
する時にＢ単独またはＢを含む合金板によりＢを添加
し、溶接金属中のＢを重量％で０．０００３〜０．００
５０％とすることを特徴とする鋼板の電子ビーム溶接方
法。
ろは下記のとおりである。 （１）重量％で、Ｃ≦０．３０％、Ｓｉ：０．１〜３．
０％、Ｍｎ：０．０５〜２．０％、かつ、０．００２０
％≦Ｎ≦０．０１０％の範囲内でＰ×Ｎ≦５×１０-5と
なるＰ、Ｓ≦０．０１０％を含み、残部Ｆｅおよび不可
避的成分からなる鋼板の電子ビーム溶接において、溶接
する時にＢ単独またはＢを含む合金板によりＢを添加
し、溶接金属中のＢを重量％で０．０００３〜０．００
５０％とすることを特徴とする鋼板の電子ビーム溶接方
法。
【０００８】（２）前記鋼板が更に、Ｃｕ≦２．５％、
Ｎｉ≦９．５％、Ｃｒ≦９．５％、Ｍｏ≦３．５％、Ｎ
ｂ≦０．１５％、Ｖ≦０．１５％の１種以上を含有する
ことを特徴とする前項（１）記載の鋼板の電子ビーム溶
接方法。
Ｎｉ≦９．５％、Ｃｒ≦９．５％、Ｍｏ≦３．５％、Ｎ
ｂ≦０．１５％、Ｖ≦０．１５％の１種以上を含有する
ことを特徴とする前項（１）記載の鋼板の電子ビーム溶
接方法。
【０００９】
【作用】鋼の溶接金属の組織は、主に８００〜５００℃
の領域で変態して形成され、その組成は、いわゆる焼入
性と８００〜５００℃の冷却速度によって決まる。靱性
の優れた溶接金属は、その組織に依存し、非金属酸化物
等の介在物を核として良好な組織を実現する方法もある
が、組成に適した冷却時間を確保することがもっとも必
要である。
の領域で変態して形成され、その組成は、いわゆる焼入
性と８００〜５００℃の冷却速度によって決まる。靱性
の優れた溶接金属は、その組織に依存し、非金属酸化物
等の介在物を核として良好な組織を実現する方法もある
が、組成に適した冷却時間を確保することがもっとも必
要である。
【００１０】図１に本発明による溶接金属のＢ量と靱性
の関係を示す。Ｂ無添加では、上部ベイナイトの発達が
大きい等の理由で良好な靱性が得られないが、Ｂ添加量
が０．０００３〜０．００５０％の範囲で、良好な溶接
金属靱性が得られる。電子ビーム溶接では前述したよう
にＭｎの蒸発があり、溶接条件にもよるが１回の溶接で
その含有量の１０％以上もの蒸発損失がある。また電子
ビーム溶接では、気孔あるいは凝固割れ等の欠陥が発生
した場合、同じ箇所を再度溶接して補修したり、あるい
はビードが交差する条件で溶接する等の作業があり、同
じ箇所を３〜４回溶接することもある。特にＭｎの焼入
性指標ＤI に及ぼす寄与率が大きく、繰返し溶接による
Ｍｎの蒸発によりＤI が小さい方向に大きく変化する。
ＤI が小さくなると溶接金属の良好な材質が得られる条
件範囲は狭くなる。
の関係を示す。Ｂ無添加では、上部ベイナイトの発達が
大きい等の理由で良好な靱性が得られないが、Ｂ添加量
が０．０００３〜０．００５０％の範囲で、良好な溶接
金属靱性が得られる。電子ビーム溶接では前述したよう
にＭｎの蒸発があり、溶接条件にもよるが１回の溶接で
その含有量の１０％以上もの蒸発損失がある。また電子
ビーム溶接では、気孔あるいは凝固割れ等の欠陥が発生
した場合、同じ箇所を再度溶接して補修したり、あるい
はビードが交差する条件で溶接する等の作業があり、同
じ箇所を３〜４回溶接することもある。特にＭｎの焼入
性指標ＤI に及ぼす寄与率が大きく、繰返し溶接による
Ｍｎの蒸発によりＤI が小さい方向に大きく変化する。
ＤI が小さくなると溶接金属の良好な材質が得られる条
件範囲は狭くなる。
【００１１】更に電子ビーム溶接では、狭い溶接金属幅
となるが、電子ビーム溶接の入射側は溶接金属の幅が広
く、ビーム出側、すなわち裏側は溶接金属幅が狭い傾向
がある。このため特開昭６０−５４２８７号公報に示さ
れているように、位置に応じて厚み（量）の異なるＮｉ
の添加方法もあるが、この方法では挿入位置決めや、Ｎ
ｉ量の制御が煩雑である。
となるが、電子ビーム溶接の入射側は溶接金属の幅が広
く、ビーム出側、すなわち裏側は溶接金属幅が狭い傾向
がある。このため特開昭６０−５４２８７号公報に示さ
れているように、位置に応じて厚み（量）の異なるＮｉ
の添加方法もあるが、この方法では挿入位置決めや、Ｎ
ｉ量の制御が煩雑である。
【００１２】溶接金属の焼入性を向上させるために添加
するＢは、板状で添加することが望ましい。Ｂは微量で
溶接金属の焼入性を大幅に向上させることが可能であ
る。溶接条件により溶接金属幅が変化しても広い範囲の
溶接条件で使用できる。またＢは窒化物を形成するが、
添加は微量でよいため、その分を見込んで添加すること
が可能である。
するＢは、板状で添加することが望ましい。Ｂは微量で
溶接金属の焼入性を大幅に向上させることが可能であ
る。溶接条件により溶接金属幅が変化しても広い範囲の
溶接条件で使用できる。またＢは窒化物を形成するが、
添加は微量でよいため、その分を見込んで添加すること
が可能である。
【００１３】添加方法は、薄板にしたものを開先内に挟
み込み溶接する方法、また特開昭６０−５４２８７号公
報に示されているように線にしたものを挟み込み溶接す
る方法、あるいは特公昭６３−３２５５１号公報に示さ
れているように、フィラーワイヤにより添加する方法等
がある。しかし線として挟み込み添加する方法は、その
位置決定が容易でなく、添加物の偏析が生じやすく好ま
しくない。またフィラーワイヤによる添加も３０ｍｍを
超えるような厚板の溶接では均一な添加は困難である。
み込み溶接する方法、また特開昭６０−５４２８７号公
報に示されているように線にしたものを挟み込み溶接す
る方法、あるいは特公昭６３−３２５５１号公報に示さ
れているように、フィラーワイヤにより添加する方法等
がある。しかし線として挟み込み添加する方法は、その
位置決定が容易でなく、添加物の偏析が生じやすく好ま
しくない。またフィラーワイヤによる添加も３０ｍｍを
超えるような厚板の溶接では均一な添加は困難である。
【００１４】Ｂを含む合金は容易に板状に加工できる。
板状のものを溶接面に均一に張りつけて溶接すれば均一
に添加することができる。また、Ｂは添加量が微量でも
焼入性を向上する効果があるため、板厚が薄くでき、溶
接金属幅が狭くても溶融不良の発生がない等の利点があ
る。さらに電子ビーム溶接部の溶接金属の靱性向上につ
いて検討した結果、電子ビーム溶接部で粒内、粒界に析
出する粗大な窒化物が著しく電子ビーム溶接部の靱性を
低下させることを見出した。この粗大な窒化物はＮ量が
高いとその絶対量が増加し、粒内、粒界を脆化させる。
また、ＰはこのＮの作用を促進することを発見した。こ
れを防止するためには、Ｐ、Ｎの含有量をある範囲に収
めること、つまり、これらの効果の重畳作用により著し
く電子ビーム溶接部の靱性が向上することを知見したも
のである。図２にＮ、Ｐ量、電子ビーム溶接部靱性の相
関図を示す。Ｎ≦０．０１０％、かつ、Ｐ×Ｎ≦５×１
０-5の範囲で良好な靱性を示すことがわかる。このよう
な微量元素の制御は、添加材ではできないため、あらか
じめ鋼の成分で調整しておく必要がある。
板状のものを溶接面に均一に張りつけて溶接すれば均一
に添加することができる。また、Ｂは添加量が微量でも
焼入性を向上する効果があるため、板厚が薄くでき、溶
接金属幅が狭くても溶融不良の発生がない等の利点があ
る。さらに電子ビーム溶接部の溶接金属の靱性向上につ
いて検討した結果、電子ビーム溶接部で粒内、粒界に析
出する粗大な窒化物が著しく電子ビーム溶接部の靱性を
低下させることを見出した。この粗大な窒化物はＮ量が
高いとその絶対量が増加し、粒内、粒界を脆化させる。
また、ＰはこのＮの作用を促進することを発見した。こ
れを防止するためには、Ｐ、Ｎの含有量をある範囲に収
めること、つまり、これらの効果の重畳作用により著し
く電子ビーム溶接部の靱性が向上することを知見したも
のである。図２にＮ、Ｐ量、電子ビーム溶接部靱性の相
関図を示す。Ｎ≦０．０１０％、かつ、Ｐ×Ｎ≦５×１
０-5の範囲で良好な靱性を示すことがわかる。このよう
な微量元素の制御は、添加材ではできないため、あらか
じめ鋼の成分で調整しておく必要がある。
【００１５】以下に成分の限定理由を述べる。Ｃは靱性
に対して有害な元素であり、０．３０％を超えて添加す
ると電子ビーム溶接部の靱性が著しく低下するため上限
を０．３０％とする。Ｓｉは製鋼上必要な元素であるた
め、０．１０％以上添加するが、３．０％を超えて添加
すると低温靱性が著しく低下するため上限を３．０％と
する。
に対して有害な元素であり、０．３０％を超えて添加す
ると電子ビーム溶接部の靱性が著しく低下するため上限
を０．３０％とする。Ｓｉは製鋼上必要な元素であるた
め、０．１０％以上添加するが、３．０％を超えて添加
すると低温靱性が著しく低下するため上限を３．０％と
する。
【００１６】Ｍｎは強度を上昇させる元素で、最低０．
０５％必要であるが、２．０％を超えて含有させると、
溶接性が低下するばかりでなく、コスト上昇を招き、経
済的でないため、２．０％を上限とした。Ｐは先に述べ
たように、Ｎとの相乗効果により電子ビーム溶接部の粒
内、粒界を脆化させるため、Ｐ×Ｎ≦５×１０-5の範囲
内で低下させる。
０５％必要であるが、２．０％を超えて含有させると、
溶接性が低下するばかりでなく、コスト上昇を招き、経
済的でないため、２．０％を上限とした。Ｐは先に述べ
たように、Ｎとの相乗効果により電子ビーム溶接部の粒
内、粒界を脆化させるため、Ｐ×Ｎ≦５×１０-5の範囲
内で低下させる。
【００１７】Ｓは靱性に有害な元素であり、０．０１０
％以下に低減する。Ｎは先に述べたように、Ｐとの相互
作用により電子ビーム溶接部の粒内、粒界を脆化させる
ので、図１に示すように、Ｐ×Ｎ≦５×１０-5の範囲に
低下させる。ただし、Ｎを０．０１０％を超えて添加す
ると電子ビーム溶接部に割れが発生し、また現状の製鋼
能力では、Ｎを０．００２０％未満に低下するのは工業
上コスト上昇をきたすため、Ｎ量は０．００２０〜０．
０１０％の範囲内とする。
％以下に低減する。Ｎは先に述べたように、Ｐとの相互
作用により電子ビーム溶接部の粒内、粒界を脆化させる
ので、図１に示すように、Ｐ×Ｎ≦５×１０-5の範囲に
低下させる。ただし、Ｎを０．０１０％を超えて添加す
ると電子ビーム溶接部に割れが発生し、また現状の製鋼
能力では、Ｎを０．００２０％未満に低下するのは工業
上コスト上昇をきたすため、Ｎ量は０．００２０〜０．
０１０％の範囲内とする。
【００１８】Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｂ及びＶは鋼
の強度を上昇させるという均等的作用を持つもので、必
要に応じて含有させるが、それぞれＣｕ：２．５％、Ｎ
ｉ：９．５％、Ｃｒ：９．５％、Ｍｏ：３．５％、Ｎ
ｂ：０．１５％及びＶ：０．１５％を超えて含有させて
も、その作用効果が飽和したり、コスト上昇を招き、経
済的でないため、上記の強度改善元素群のそれぞれの成
分の含有量を上記の通りに定めた。
の強度を上昇させるという均等的作用を持つもので、必
要に応じて含有させるが、それぞれＣｕ：２．５％、Ｎ
ｉ：９．５％、Ｃｒ：９．５％、Ｍｏ：３．５％、Ｎ
ｂ：０．１５％及びＶ：０．１５％を超えて含有させて
も、その作用効果が飽和したり、コスト上昇を招き、経
済的でないため、上記の強度改善元素群のそれぞれの成
分の含有量を上記の通りに定めた。
【００１９】
【実施例】次に、本発明の実施例を比較例とともにあげ
る。供試鋼板は表１に示した１０種で、板Ｎｏ．１、
２、８、９、１０は板厚４０ｍｍ、板Ｎｏ．３、４、
５、６、７は板厚９０ｍｍを使用した。表２に電子ビー
ム溶接の使用板、溶接時の添加元素、溶接金属の組成、
溶接金属靱性を示す。添加元素は開先にＢ単独またはＢ
を含む合金の薄板を挟み込み添加した。靱性は板厚中央
溶接金属からシャルピー衝撃試験片を採取し、試験し
た。
る。供試鋼板は表１に示した１０種で、板Ｎｏ．１、
２、８、９、１０は板厚４０ｍｍ、板Ｎｏ．３、４、
５、６、７は板厚９０ｍｍを使用した。表２に電子ビー
ム溶接の使用板、溶接時の添加元素、溶接金属の組成、
溶接金属靱性を示す。添加元素は開先にＢ単独またはＢ
を含む合金の薄板を挟み込み添加した。靱性は板厚中央
溶接金属からシャルピー衝撃試験片を採取し、試験し
た。
【００２０】電子ビーム溶接は横向き姿勢で、平板上に
表３に示す条件で行った。
表３に示す条件で行った。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】
【表３】
【００２４】例１〜６は本発明の実施例を示し、例７〜
１２は比較例を示す。例１〜６は溶接時にＢを添加し、
良好な溶接金属靱性を示す。例７、８は溶接時にＢを添
加していないため、溶接金属靱性が低い。例９は溶接時
にＢを添加しているが、添加量が足らず、溶接金属靱性
が低い。例１０、１１は溶接時にＢを添加しているが、
Ｐ×Ｎ＞５×１０-5のため、溶接金属靱性が低い。例１
２は溶接時にＢを添加しているが、Ｎ＞０．０１００％
のため、溶接金属靱性が低い。
１２は比較例を示す。例１〜６は溶接時にＢを添加し、
良好な溶接金属靱性を示す。例７、８は溶接時にＢを添
加していないため、溶接金属靱性が低い。例９は溶接時
にＢを添加しているが、添加量が足らず、溶接金属靱性
が低い。例１０、１１は溶接時にＢを添加しているが、
Ｐ×Ｎ＞５×１０-5のため、溶接金属靱性が低い。例１
２は溶接時にＢを添加しているが、Ｎ＞０．０１００％
のため、溶接金属靱性が低い。
【００２５】
【発明の効果】電子ビーム溶接は厚板溶接の能率向上に
特に効果がある。しかし現在まで引張強度５０ｋｇｆ／
ｍｍ2 を超える普通鋼材の溶接では適切な材質確保がで
きないため、その適用はステンレス鋼あるいは高合金鋼
の薄物の溶接が主流であり、電子ビーム溶接の最も優れ
た特性が十分発揮されていなかった。しかし本発明によ
れば、特に良好な低温靱性を有する溶接材質を経済的に
確保することが可能になり、圧力容器あるいは大型構造
物の溶接に電子ビーム溶接の適用ができるなど、産業界
への技術的、経済的に及ぼす効果は大きい。
特に効果がある。しかし現在まで引張強度５０ｋｇｆ／
ｍｍ2 を超える普通鋼材の溶接では適切な材質確保がで
きないため、その適用はステンレス鋼あるいは高合金鋼
の薄物の溶接が主流であり、電子ビーム溶接の最も優れ
た特性が十分発揮されていなかった。しかし本発明によ
れば、特に良好な低温靱性を有する溶接材質を経済的に
確保することが可能になり、圧力容器あるいは大型構造
物の溶接に電子ビーム溶接の適用ができるなど、産業界
への技術的、経済的に及ぼす効果は大きい。
【図１】溶接金属靱性に及ぼすＢ量の影響を示すグラフ
である。
である。
【図２】溶接金属靱性に及ぼすＰとＮ量の影響を示すグ
ラフである。
ラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２３Ｋ 103:04
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃ≦０．３０％、 Ｓｉ：０．１〜３．０％、 Ｍｎ：０．０５〜２．０％、 かつ、０．００２０％≦Ｎ≦０．０１０％の範囲内で Ｐ×Ｎ≦５×１０-5 となるＰ、 Ｓ≦０．０１０％ を含み、残部Ｆｅおよび不可避的成分からなる鋼板の電
子ビーム溶接において、溶接する時にＢ単独またはＢを
含む合金板によりＢを添加し、溶接金属中のＢを重量％
で０．０００３〜０．００５０％とすることを特徴とす
る鋼板の電子ビーム溶接方法。 - 【請求項２】 前記鋼板が更に、 Ｃｕ≦２．５％、 Ｎｉ≦９．５％、 Ｃｒ≦９．５％、 Ｍｏ≦３．５％、 Ｎｂ≦０．１５％、 Ｖ≦０．１５％ の１種以上を含有することを特徴とする請求項１記載の
電子ビーム溶接方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5159763A JPH0716763A (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | 鋼板の電子ビーム溶接方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5159763A JPH0716763A (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | 鋼板の電子ビーム溶接方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0716763A true JPH0716763A (ja) | 1995-01-20 |
Family
ID=15700739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5159763A Withdrawn JPH0716763A (ja) | 1993-06-29 | 1993-06-29 | 鋼板の電子ビーム溶接方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0716763A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007231417A (ja) * | 2006-01-31 | 2007-09-13 | Jfe Steel Kk | レーザ溶接性に優れた高張力厚鋼板 |
| JP2008087034A (ja) * | 2006-10-02 | 2008-04-17 | Nippon Steel Corp | 耐脆性破壊発生特性に優れた電子ビーム溶接継手 |
| WO2011068216A1 (ja) * | 2009-12-04 | 2011-06-09 | 新日本製鐵株式会社 | 高エネルギー密度ビームを用いた突合せ溶接継手 |
-
1993
- 1993-06-29 JP JP5159763A patent/JPH0716763A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2012102405A (ja) * | 2009-12-04 | 2012-05-31 | Nippon Steel Corp | 高エネルギー密度ビームを用いた突合せ溶接継手 |
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| CN102639277A (zh) * | 2009-12-04 | 2012-08-15 | 新日本制铁株式会社 | 使用了高能密度束的对接焊接接头 |
| US9352424B2 (en) | 2009-12-04 | 2016-05-31 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Butt welding joint using high-energy density beam |
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